[發明專利]用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法

有效

• 申請號: 201911174964.7
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110941925B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 司學振;呂中賓;謝凱;楊曉輝;陶亞光;任鵬亮;張博;葉中飛;伍川;宋高麗;李夢麗;馬倫;劉貝貝;王金洋;劉竹麗;霍翔宇
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司電力科學研究院;國網河南省電力公司;鄭州大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F113/16;G06F119/14
• 代理公司: 鄭州知己知識產權代理有限公司 41132
• 代理人: 姜新宇

1.一種用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟a,獲取特高壓變電站架空線結構的基礎參數，所述架空線結構包括跨線、引下線，所述引下線的端頭固定有接線端子，所述跨線貫穿所述接線端子的穿線孔設置，所述跨線和所述引下線均選擇擴徑導線；

步驟b,采用懸鏈線理論分別對所述跨線、引下線找形，以獲得對應于所述跨線的第一導線線型樣條曲線、對應于所述引下線的第二導線線型樣條曲線；具體包括以下分步驟：

步驟b1,建立空間任意位置的基于雙曲余弦曲線構造的懸鏈線方程,確定導線跨距、導線上的已知節點坐標和導線兩端的懸掛點坐標，所述導線為跨線或引下線；

步驟b2,將懸鏈線方程、導線跨距、導線的已知節點坐標，及導線兩端的懸掛點坐標一并輸入導線線型模擬軟件，以獲得導線線型模擬曲線；

步驟b3,根據導線線型模擬曲線，提取節點坐標，并將節點坐標導入有限元分析軟件內，以在有限元分析軟件內構造導線線型樣條曲線，完成導線找形；

步驟c,在有限元分析軟件中，基于第一導線線型樣條曲線生成對應的跨線幾何模型，基于第二導線線型樣條曲線生成對應的引下線幾何模型，并建立對應于架空線結構的附屬零件幾何模型，并將附屬零件幾何模型和引下線幾何模型裝配在跨線幾何模型上生成架空線結構裝配模型；

步驟d,設置所述架空線結構裝配體的對應部件的材料屬性；材料屬性包括與力學性能相關的力學特性參數和質量屬性參數；

步驟e，在有限元分析軟件中對所述架空線結構裝配模型進行網格劃分，設定所述架空線結構裝配模型的邊界條件及載荷。

2.如權利要求1所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，采用懸鏈線理論對導線找形的方法包括：確定所述導線跨距L、導線上的已知節點坐標(x₀,y₀)，以及導線兩端的懸掛點坐標(x₁,y₁)、(x₂,y₂)，將導線上的已知節點坐標、導線兩端的懸掛點坐標和導線跨距值代入導線的線形方程公式

式中，a為懸鏈系數，L為導線跨距，(x₀,y₀)為導線上的已知節點坐標，(x₁,y₁)、(x₂,y₂)分別為導線兩端的懸掛點坐標；

在導線線型模擬軟件中繪制導線的線形曲線。

3.如權利要求1所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，所述擴徑導線選擇支撐型擴徑導線。

4.如權利要求3所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，所述支撐型擴徑導線選擇鋁管支撐型擴徑導線。

5.如權利要求4所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，在所述步驟c中，所述擴徑導線的幾何模型為同心圓管，所述同心圓管的外壁為所述擴徑導線的外接圓，所述同心圓管的內壁為所述擴徑導線的內壁；所述擴徑導線的幾何模型的截面面積為

其中，D為同心圓管的外徑，d為同心圓管的內徑；所述擴徑導線的幾何模型的慣性矩為

其中，D為同心圓管的外徑，d為同心圓管的內徑。

6.如權利要求1所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，在所述步驟e中，選擇六面體網格模擬所述跨線和所述引下線；在設置所述六面體網格精度時，設定所述六面體網格的最小尺寸控制系數為0.1。

7.如權利要求1所述的用于分析特高壓變電站架空線結構力學特性的方法，其特征在于，在所述步驟e中，在考慮作用在所述跨線及所述引下線上的風荷載和導線覆冰的因素下設定所述架空線結構裝配模型的邊界條件及載荷。